Статья опубликована в рамках: CXLIII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 07 ноября 2024 г.)
Наука: Технические науки
Секция: Технологии
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
дипломов
СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ СЕЛЕКТИВНОСТИ КИСЛОТНЫХ ОБРАБОТОК
Ключевым аспектом эффективной кислотной обработки (СКО) является правильное распределение реагента и максимальный охват зоны воздействия, особенно в неоднородных пластах с протяженной перфорацией.
При отсутствии эффективного отклонения потока кислота концентрируется в отдельных каналах, оставляя значительную часть пласта необработанной. Поэтому критически важно обеспечить оптимальное распределение кислоты по всем зонам.
В настоящее время применяются различные изолирующие составы: ПДС, волокнисто-дисперсные системы, латексы, нефелины, силикатно-щелочные композиции [1].
Для создания водоизоляционных барьеров используются полимерные составы. Их применение при СКО повышает эффективность за счет снижения проницаемости промытых зон. Практика показывает наибольшую результативность осадкообразующих систем.
Механизм внутрипластового осадкообразования основан на взаимодействии щелочных силикатов с солями двухвалентных металлов или реакции щелочей с поливалентными металлами.
Технология силикатно-щелочных растворов предполагает поочередную закачку силиката и соли двухвалентного металла с буферной зоной пресной воды. Однако опыт применения выявил существенные ограничения, связанные со сложностью контроля процесса и отсутствием индукционного периода.
Альтернативное решение - применение полимердисперсных систем (ПДС), включающих ионогенные полимеры и глинопорошок. Подбор концентраций компонентов обеспечивает формирование устойчивых флокуляционных комплексов.
Перспективным направлением является использование низкомолекулярных акриловых полимеров. Например, технология MARASEL применяет концентрированный низкомолекулярный полимер для водоизоляции.
В России широко используется гидролизованный полиакрилонитрил (гипан), получаемый двумя способами: полимеризацией с последующим гидролизом; прямым щелочным гидролизом.
Гипан первого типа эффективен для буровых растворов, второго - для повышения нефтеотдачи благодаря лучшей коагуляции с поливалентными металлами. В составе гипана содержатся акрилат натрия, акриламид и акрилонитрил в соотношении 8:1:1 [1].
Основные физико-химические свойства гипана приведены в таблице 1.
Таблица 1
Основные физико-химические свойства гипана
|
Показатель |
Свойства |
|
Внешний вид |
однородная вязкая масса без мех. примесей |
|
Водородный показатель, рН |
12-14 |
|
Вязкость условная, при 20 оС, г/м |
180-200 |
|
Плотность, при 20 оС, г/см3 |
1,060-1,1150 |
|
Массовая доля основного вещества, % масс. |
15-20 |
|
Массовая доля примеси NaOH, % масс. |
10 |
Гипан образует герметичный барьер при взаимодействии с многовалентными металлами, требуя высокоминерализованную пластовую воду (более 50 г/л солей). Для усиления эффекта добавляют CaCl2. Концентрации гипана и CaCl2 подбираются экспериментально, учитывая фильтрационные характеристики пласта [2].
Оптимальные концентрации гипана и хлорида кальция определяются в зависимости от фильтрационных характеристик изолируемых интервалов на основе лабораторных исследований и промысловых испытаний (таблица 2).
Таблица 2
Оптимальная концентрация реагентов в зависимости от проницаемости изолируемых пропластков
|
Проницаемость, мкм2 |
Концентрация гипана |
Концентрация хлористого кальция |
|
До 0,1 |
0,1-0,5 |
1,0-3,0 |
|
0,1-0,3 |
0,5-1,0 |
3,0-5,0 |
|
0,3-0,5 |
1,0-3,0 |
10 |
|
Выше 0,5 |
5,0-9,0 |
20 |
Технология подходит для изоляции водопритоков в различных типах пластов (терригенных, полимиктовых, карбонатных), при соблюдении следующих условий: пластовая температура не превышает 40°С, минимальная толщина пласта составляет 1 метр, проницаемость пласта не менее 0,03 мкм², и технология применима на любой стадии разработки месторождения. Эти условия гарантируют эффективное применение технологии.
В России основное производство гипана осуществляется компаниями ЗАО «Синтез Ока» (Дзержинск) и ОАО «Азимут» (Уфа). Акриловые полимеры содержат карбоксильные группы, обеспечивающие водорастворимость и способность формировать изоляционный барьер при контакте с электролитами. Важное свойство сополимеров - селективность действия: они блокируют водонасыщенные участки, не затрагивая нефтенасыщенные.
Компания "ХимСервисИнжиниринг" разработала импортозамещающий состав АС-CSE-1313, содержащий натриевую соль гидролизованного полиакрилонитрила. Его преимущества - низкая вязкость и термостабильность при 30-150°С. Промысловые испытания показали снижение обводненности с 95-98% до 68-87% и дополнительную добычу 3240 т нефти за полгода [1].
Компания "Нефтехимтехнологии" производит реагент ПВВ в различных модификациях. Предлагаются три технологии его применения:
1. Потокоотклоняющая (доп. добыча 700-800 т/скв, эффект 12 мес.)
2. Ограничение водопритоков (400-1000 т/скв, эффект 4-7 мес.)
3. Изоляция заколонных перетоков (эффект 10-17 мес.)
Испытания композиций гипана с солями металлов показали успешность около 70%, длительность эффекта 9-12 месяцев, снижение обводненности на 10-37%.
Для карбонатных коллекторов разработана гипаноформалиновая смесь (ГФС), но широкого применения она не получила из-за токсичности формалина.
Также применяются составы на основе метакриловых сополимеров (Метас, "Комета", МАК-ДЭА). Их действие основано на взаимодействии с пластовыми солями и адсорбции на породе.
Опытно-промышленные работы подтвердили эффективность композиций гипан-хлорное железо и МАК-ДЭА-хлористый кальций. Успешность превысила 75-80% с длительностью эффекта 14-18 месяцев.
Двухстадийные обработки показали, что оптимальное соотношение 16-17% полимера и 20-30% хлорида кальция составляет 1:2.
Для усиления прочности изоляционного экрана при высоких температурах и депрессиях предлагается комбинация гипана и силиката натрия. Хотя гипан и силикат натрия не смешиваются, образуя двухфазную систему, их объединение может повысить температурную устойчивость гипана [2].
Гидролизованный полиакрилонитрил обладает рядом преимуществ, таких как отсутствие деструкций, длительный водоизолирующий эффект, хорошая растворимость и низкая стоимость.
Выводы
Эффективность кислотной обработки неоднородных пластов значительно повышается при использовании современных потокоотклоняющих составов, таких как гидролизованный полиакрилонитрил (гипан), который обеспечивает равномерное распределение кислоты и минимизирует водопритоки.
Гипан, благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам, образует прочные изоляционные барьеры при взаимодействии с многовалентными металлами, что делает его применение особенно эффективным в условиях высокой минерализации пластовой воды.
Список литературы:
- Гумерова А.С. Совершенствование технологии внутрипластовой изоляции силикатно-полимерными составами в условиях неоднородных пластов. Дисс.к.т.н. Уфа, 2020г. 151 с.
- Алмаев, Р. Х. Научные основы и практика применения водоизолирующих нефтевытесняющих химреагентов на обводненных месторождениях : дис. … д-ра техн. наук : 05.15.06 / Алмаев Рафаил Хатмулович. – М. :, 2014. – 56 с.
дипломов
Оставить комментарий